亞馬遜養殖魚皮變包裝材料　巴西研究開發可食性UV阻隔生物薄膜

撰文＝林玉婷

在減塑壓力與循環經濟政策推動下，食品包裝材料正加速尋找石化塑膠以外的替代方案。由巴西農業研究公司東南畜牧研究中心（Embrapa Pecuária Sudeste）與聖保羅大學（USP）研究團隊於2025年11月12日發表於國際期刊《Foods》的研究指出，研究人員成功利用亞馬遜雜交魚類的魚皮副產物製成可食性生物薄膜。該材料在機械強度與紫外線（UV）阻隔性能上表現突出，顯示水產加工廢棄物可被轉化為具有應用潛力的生物基包裝材料。

亞馬遜雜交魚「坦巴廷加」成關鍵原料來源

與常見使用羅非魚（Tilapia）魚皮的研究不同，本研究選擇巴西重要養殖魚種「坦巴廷加魚」（Tambatinga）作為原料來源。坦巴廷加為亞馬遜流域的雜交魚種，由坦巴基魚（Colossoma macropomum）雌魚與皮拉皮廷加魚（Piaractus brachypomus）雄魚培育而成，因生長快速、養殖效率高，在巴西淡水養殖體系中占有一定規模。

研究指出，魚皮在加工過程中屬於副產物，約占魚體總重的顯著比例（實務上可接近50%）。團隊分析發現，坦巴廷加魚皮富含膠原蛋白，其胺基酸組成有助於提升明膠功能性與薄膜結構穩定性，因此被選為材料開發來源。將此類副產物轉化為功能性材料，被視為水產產業循環利用的一種可行方向。

從魚皮明膠到高強度薄膜結構

研究團隊採用熱水酸萃取工藝取得魚皮明膠，產率約為35.5%。成分分析顯示，該明膠含有較高比例的脯胺酸（12.47 g/100 g）與羥脯胺酸（9.84 g/100 g），使其凝膠強度（Bloom strength）達263.9 g。較高的凝膠強度為形成穩定薄膜網絡提供基礎。

在成膜實驗中，研究人員調整塑化劑甘油（glycerol）的比例以測試材料性能。結果顯示，隨甘油濃度增加，拉伸強度由59.4 MPa下降至37.9 MPa，但斷裂伸長率則由116%提高至159.1%，顯示材料在強度與柔韌性之間存在可調整空間。

此外，與部分商業食品級明膠薄膜相比，坦巴廷加魚皮薄膜呈現較低的水蒸氣滲透率，顯示其在水分阻隔方面具有一定潛力，但仍需依應用場景進一步優化。

紫外線阻隔性能帶來差異化優勢

研究同時評估材料的光學性能。實驗結果顯示，該薄膜在300 nm以下紫外光區域的穿透率極低，幾乎可完全阻隔UV輻射。此特性與明膠結構中含有的芳香族胺基酸（如苯丙胺酸與酪胺酸）有關，這些成分能吸收高能紫外線。

在可見光區域，薄膜則維持超過80%的透光率與良好光澤度，使包裝內容物仍可清晰辨識。這種兼具可視性與UV防護的特性，意味著材料具備開發為功能性或主動式包裝（active packaging）應用的潛力，尤其適合用於光敏感食品。

商業化仍需克服規模與環境穩定性

研究團隊指出，雖然實驗室結果顯示材料性能具競爭力，但在高濕環境下的長期穩定性、工業化放大生產與成本控制，仍是後續關鍵挑戰。此外，動物來源生物材料在不同市場的法規規範與消費者接受度，也將影響其實際導入速度。

不過，這項研究已明確展示水產副產物在生物聚合物開發中的潛在價值。隨著全球對可生物分解包裝需求增加，結合材料科學與水產副產物循環利用的技術路徑，正為養殖產業提供新的轉型可能。

參考資料
▶New Food Magazine, Scientists develop sustainable food packaging from fish skin biofilm
▶Foods 2025 , 14 (22), 3866; Sustainable Biopolymer Films from Amazonian Tambatinga Fish Waste: Gelatin Extraction and Performance for Food Packaging Applications